四川省宜賓市一中高中生物下學(xué)期《減數(shù)分裂和受精作用》教學(xué)設(shè)計

1、課題名稱2.1減數(shù)分裂和受精作用科目生物年級適用班級必修II2單元（章）1課（節(jié)）教學(xué)時間3課時一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：（1 ）闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂。（2）舉例說明配子的形成過程。（3）舉例說明受精作用。（4 ）使用高倍鏡觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片。（5）運(yùn)用模型建構(gòu)的方法，模擬減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目和行為的變化。 過程與方法：（1）借助電腦動畫，展示減數(shù)分裂的連續(xù)動態(tài)變化過程，將抽象的減數(shù)分裂過程直觀化，將大量 冗長的文字圖像化。（2 ）學(xué)生的自主觀察、歸納總結(jié)、討論分析、表解、鞏固、練習(xí)，使學(xué)生理解掌握減數(shù)分裂過程 中染色體的主要行為變化，并從實(shí)質(zhì)上認(rèn)識了減數(shù)分裂實(shí)際上是一種特殊方式

2、的有絲分裂。（3）通過觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片，識別減數(shù)分裂不冋階段的染色體的形態(tài)、位置和 數(shù)目，加深對減數(shù)分裂過程的理解。（4）運(yùn)用模型建構(gòu)的方法，模擬減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目和行為的變化，體驗(yàn)減數(shù)分裂中染色 體的規(guī)律性變化，從而理解精子和卵細(xì)胞的形成。情感、態(tài)度和價值觀：領(lǐng)會科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)科學(xué)的探究精神和態(tài)度。一、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)1.減數(shù)分裂的概念。2. 精子的形成過程。3. 受精作用的過程。難點(diǎn)1. 模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化。2. 比較精子和卵細(xì)胞形成過程的異同。3. 觀察蝗蟲精母細(xì)胞的減數(shù)分裂三、教學(xué)過程預(yù)設(shè)環(huán)節(jié)名 稱學(xué)習(xí)內(nèi)容教師活動形式學(xué)生活動方式教學(xué)設(shè)計意圖教師反

3、思環(huán)節(jié)1引入：教師出示人體的 21 三體和18三體等染色體的 遺傳病圖像，學(xué)生立刻被 這些圖像吸引住了，紛紛 提出問題：這些病是怎么 得的？自己會得這些病 嗎？怎樣避免這種?。课覀冎挥姓J(rèn)真 學(xué)好減數(shù)分裂 這部分的知識，才可以解決這1 些問題。環(huán)節(jié)2減數(shù)分裂的概念講述：減數(shù)分裂是 怎樣進(jìn)行的，染色 體數(shù)目是如何減少 的呢？下面，我們 結(jié)合動物的精子和 卵細(xì)胞的形成過 程，講述減數(shù)分裂 的基本過程。學(xué)生閱讀教 材，要求學(xué)生 說出減數(shù)分裂 的概念，并找 出減數(shù)分裂的 特點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)： 連續(xù)分裂兩次 而染色體只復(fù) 制一次，分裂 的結(jié)果，染色 體數(shù)目減半。分工合作，自主 探究，培養(yǎng)學(xué)生 科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技 能和實(shí)

4、事求是 的科學(xué)態(tài)度。訓(xùn)練歸納、表達(dá) 能力。環(huán)節(jié)3精子的形成過程(1 )形成部位咼等動植物的減數(shù) 分裂發(fā)生在生殖器 官內(nèi)。人和其他哺 乳動物的精子是在 睪丸中形成的。教師顯示男性生殖 系統(tǒng)正面圖、精子 結(jié)構(gòu)示意圖2)和睪 丸內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。教師：曲細(xì)精管有 大量的精原細(xì)胞。 精原細(xì)胞是原始的 生殖細(xì)胞，每個精 原細(xì)胞中的染色體 數(shù)目都與體細(xì)胞的 相同。教師：一個成年健 康男子，每天大約 可產(chǎn)生2億個精子。 也就是說，每天有 很多個精原細(xì)胞進(jìn) 行減數(shù)分裂，那必 然每天也有很多個 精原細(xì)胞產(chǎn)生。那 么，精原細(xì)胞是通 過哪種方式產(chǎn)生的 呢？如何判斷？教師指導(dǎo)學(xué)生 觀察并回顧男 性生殖系統(tǒng)的 構(gòu)成，讓學(xué)生

5、對睪丸及曲細(xì) 精管有直觀的 認(rèn)識與感知。學(xué)生：有絲分 裂。因?yàn)榫?細(xì)胞所含的染 色體數(shù)目與體 細(xì)胞相同，相 當(dāng)于一種特殊 的體細(xì)胞。問題中隱含了 細(xì)胞分化在生 物個體發(fā)育中 的重要地位。材料閱讀，資料 收集，訓(xùn)練學(xué)生 獲取信息的能 力。通過分析討論，25環(huán)節(jié)4精子的形成過程(2 )形成過程教師：當(dāng)雄性動物 性成熟后，睪丸里 的一部分精原細(xì)胞 就開始進(jìn)行減數(shù)分 裂，經(jīng)過兩次連續(xù) 的分裂，形成精細(xì) 胞，再經(jīng)過精細(xì)胞 的變形，最后形成 了精子。整個過程 是如何進(jìn)行的呢？ 教師演示精子形成 的全過程的CAI課 件兩遍。教師：減數(shù)分裂是 一個連續(xù)分裂的過 程，但為了研究的 方便，人們同樣將 減數(shù)第一次

6、分裂和 減數(shù)第二次分裂劃 分為不同的時期。圖 2- 1 4教師：如圖所示， 某種含4條染色體 的生物的精原細(xì)胞 進(jìn)行減數(shù)分裂。這 里要清楚的是，在 細(xì)胞分裂前，染色 體呈細(xì)長的染色質(zhì) 狀態(tài)，用光學(xué)顯微 鏡是看不到的。此 時畫出4條染色體加深對知識的 理解，拓展學(xué)生 的思維。第一遍讓學(xué)生 了解精子形成 的全過程，并引導(dǎo)學(xué)生注意觀 察減數(shù)分裂過 程中細(xì)胞的名 稱及數(shù)目變化；第二遍指導(dǎo)學(xué)生主要觀察染 色體的行為變 化特點(diǎn)。請同學(xué)們觀察 精子形成過程 的動畫。是為了便于我們觀 察學(xué)習(xí)。教師：在減數(shù)第一 次分裂的間期，染 色體進(jìn)行復(fù)制。此 時，細(xì)胞有什么樣 的變化？教師：很好。這點(diǎn) 與有絲分裂是相同 的

7、。復(fù)制后的細(xì)胞 叫什么細(xì)胞？有幾 個？圖 2- 1 5學(xué)生：細(xì)胞體積變大，且復(fù)制后每條染色體都由兩條姐妹染色單體構(gòu)成。學(xué)生：1個初級 精母細(xì)胞。教師：對啦。染色 體復(fù)制后，每條染 色體上的兩條姐妹 染色單體各是一條 長的細(xì)絲，在光學(xué) 顯微鏡下還是看不教師：減數(shù)第一次 分裂期開始不久， 初級精母細(xì)胞中原 來分散的染色體出 現(xiàn)什么變化？教師：配對的染色 體有什么特點(diǎn)？教師：沒錯。配對 的兩條染色體，形 狀和大小一般都相 同，一條來自父方, 一條來自母方，叫 做同源染色體。為 什么說同源染色體 的形狀和大小一般 相同，難道有不同 的嗎？這個問題我學(xué)生：染色體兩兩配對。學(xué)生：形狀和大小相同，顏色不同。

8、學(xué)生：代表- 條來自父方，一條來自母方。們留在后面學(xué)習(xí)。 另外，為什么用紅 和藍(lán)兩種顏色來表示染色體？ 教師：是的。我們 把同源染色體兩兩 配對的現(xiàn)象叫做聯(lián) 會，簡稱同源染色 體聯(lián)會。對于這個 概念有兩個關(guān)鍵 詞：其一，同源是 指來源于同一物種 或同一種生物；其 二，聯(lián)會是指染色 體兩兩配對。同源 染色體有以下三個 特征：一是染色體 大小相同；二是染 色體形態(tài)相同；三 是染色體來源相同 （即同一物種或同 種生物的父母雙 方）。教師：請同學(xué)觀察聯(lián)會時期的細(xì)胞 圖，該細(xì)胞中染色 體、染色單體和DNA的數(shù)目分別是多少？圖 2- 1 6教師：聯(lián)會時染色 體螺旋化程度低， 染色體細(xì)，在光學(xué) 顯微鏡下還看

9、不清 染色單體，因此，沒有在圖上表示出 來。聯(lián)會后，染色 體進(jìn)一步螺旋化變 粗，逐漸在光學(xué)顯 微鏡下可見每條染 色體都含有兩條姐 妹染色單體，由一 個著絲點(diǎn)相連，每 對同源染色體則含 有四條姐妹染色單 體，叫四分體。圖 中有幾個四分體？ 教師與學(xué)生共同分 析以下的數(shù)量關(guān) 系：1個四分體=1對同 源染色體=2條染色 體=2個著絲點(diǎn)=4條 染色單體=4個DNA 分子。教師：由此，我們 可以推算，果蠅體 細(xì)胞有4對8個染 色體，減數(shù)分裂時， 形成多少個四分 體？教師：如果是人 呢？教師顯示染色體交 叉互換的照片和示 意圖。教師：在四分體中 的非姐妹染色單體 之間經(jīng)常發(fā)生纏 繞，并交換一部分 片段。經(jīng)

10、過交換， 姐妹染色單體有何 不同？教師：非姐妹染色 單體的交叉互換， 可以增加配子的多學(xué)生：4條染色 體，8條染色單 體, 8 個 DNA分子。學(xué)生：兩個。為幫助學(xué)生對 同源染色體聯(lián) 會的理解，可以用手勢輔助教 學(xué)，過程如下： 先伸出兩手，兩 手掌心向下，手 背向上。中指、 無名指、小指彎 曲緊靠掌心，拇 指向下伸出、食 指伸出向上，正 對學(xué)生，左右手 慢慢靠近，表示染色體的運(yùn)動 及配對（聯(lián)會）。然后安排學(xué)生 跟老師把手勢 做一遍。樣性，此乃后話， 我們暫時不提。人 們把同源染色體的 聯(lián)會與四分體階段 歸為減數(shù)第一次分學(xué)生：四個。學(xué)生：23個。教師：沒錯。染色 體的行為與有絲分學(xué)生：交換前,姐

11、妹染色單體是相同的，經(jīng)過交換后，兩條姐妹染色單體不同。學(xué)生：同源染色體著絲點(diǎn)排列在赤道板的兩側(cè)。圖 2- 1 7教師：同學(xué)們說減 數(shù)第一次分裂中期 染色體的主要行為 變化是什么？圖 2 1 8教師：減數(shù)第一次 分裂后期染色體的 行為出現(xiàn)什么變 化？教師：同學(xué)們觀察 得非常仔細(xì)。這里 要提醒的是同源染 色體分開，具有一 定的獨(dú)立性。這是 由于兩條同源染色 體在細(xì)胞中央的排 列位置是隨機(jī)的， 可以互相交換，因 此，就決定了同源的兩條染色體各移 向哪一極也是隨機(jī) 的。也就是說，移 向細(xì)胞兩極的染色 體的組合既可以是 每邊各有一條紅色 和一條藍(lán)色的染色 體，也可以是細(xì)胞 的一極是兩條藍(lán)色 染色體，而另

12、一極 是兩條紅色染色體 的組合方式。這樣， 不同對的染色體之 間就可以自由組 合。這是我們前面 所學(xué)內(nèi)容自由組合定律的細(xì)胞學(xué) 基礎(chǔ)。學(xué)生：有絲分 裂中期染色體 著絲點(diǎn)是排列 在赤道板上 的。學(xué)生：紡錘絲 收縮，牽引染初級精圖 2- 1 9次 的過程 B 2 1 9）。分開，每一條 染色體上仍有 兩條染色單 體。向細(xì)胞教師：接著發(fā)生細(xì) 胞分裂，一個初級 精母細(xì)胞分裂成兩 個次級精母細(xì)胞。同學(xué)們仔細(xì)比較一下每個次級精母細(xì)胞與初級精母細(xì)胞的染色體數(shù)是否相同？教師：是的。在減 數(shù)第一次分裂過程 中，由于同源染色 體分離，并分別進(jìn) 入兩個子細(xì)胞，使 得每個次級精母細(xì) 胞只得到初級精母 細(xì)胞中染色體總數(shù)

13、的一半。因此，減數(shù)分裂過程中染色 體數(shù)目的減半發(fā)生 在減數(shù)第一次分裂 中。在次級精母細(xì) 胞中有沒有同源染 色體？教師：減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次 分裂之間通常沒有 間期，或者間期很 短，染色體不再復(fù) 制。所以我們一般 將初級精母細(xì)胞分 裂形成兩個次級精學(xué)生：次級精 母細(xì)胞各含2 條染色體，染母后的時期稱為減 數(shù)第二次分裂的前 期。減數(shù)第二次分 裂過程中染色體的 行為變化特點(diǎn)與有 絲分裂十分相似。在減數(shù)第二次分裂 的前期，染色體排圖 2- 1 10教師：減數(shù)第二次 分裂中期染色體的 變化是什么？教師：沒錯。教師：減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞圖學(xué)生.沒有。與有絲分裂中期的細(xì)胞圖如何區(qū)別？教師演示減數(shù)第二次

14、分裂后期染色體的變化（圖2 1 圖 2- 1 11教師：減數(shù)第二次 分裂后期染色體的變化又是什么？教師：很好。同學(xué) 們再算一下此時每 個次級精母細(xì)胞中 各有染色體幾條？教師：對。在減數(shù)第二次分裂后期，學(xué)生：散亂分由于著絲點(diǎn)分裂，布。姐妹染色單體分開形成染色體，所以 染色體數(shù)目暫時加 倍，恢復(fù)到原來精 原細(xì)胞的數(shù)目水圖 2 1 12教師：細(xì)胞繼續(xù)分學(xué)生：染色體裂，兩個次級精母排列在赤道板細(xì)胞分裂成4個精上。細(xì)胞，減數(shù)分裂完 成。把精細(xì)胞的染 色體數(shù)目和剛形成 的次級精母細(xì)胞以 及初級精母細(xì)胞相 比，有何變化？ 教師：同學(xué)們說，4個精細(xì)胞共可以分學(xué)生：減數(shù)第 二次分裂的細(xì) 胞圖中沒有同 源染色體。

15、為幾種類型？教師：是的。在不考慮非姐妹染色單體交叉互換的情況 下，一個精原細(xì)胞 通過減數(shù)分裂最終 可以形成4個共2 種精細(xì)胞。至此， 減數(shù)分裂完成?，F(xiàn) 在我們回頭總結(jié)一 下，減數(shù)第一次分 裂與減數(shù)第二次分 裂相比，它們各自 的主要特征是什 么？教師：精細(xì)胞再經(jīng) 過變形，形成精子， 呈蝌蚪狀。在這個 過程中，丟掉了精 子細(xì)胞的大部分細(xì) 胞質(zhì)，帶上重要的 物質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)的染色體，輕裝上 陣，并形成了一個 長長的尾，便于游 動，為今后的受精 作用作準(zhǔn)備。（3）總結(jié) 請一位同學(xué)根據(jù)掛 圖，來講述精子的 形成過程。（請一 位學(xué)生講述，教師 根據(jù)其講述情況， 精彩處給予表揚(yáng)， 不足處給予補(bǔ)充， 錯誤處給予糾

16、正） 最后教師強(qiáng)調(diào)減數(shù) 第一次分裂與減數(shù) 第二次分裂的主要 特征。學(xué)生：著絲點(diǎn) 分裂，姐妹染 色單體分開變 成染色體，移 向細(xì)胞兩極。學(xué)生：4條。學(xué)生：精子細(xì) 胞的染色體數(shù) 目與次級精母 細(xì)胞相同，比 初級精母細(xì)胞減少一半。學(xué)生：2種。 學(xué)生：減數(shù)第 一次分裂的主 要特征是有同 源染色體的聯(lián) 會、四分體中 的非姐妹染色 單體發(fā)生交叉 互換、同源染 色體分離并分 別移向細(xì)胞兩 極；減數(shù)第二 次分裂的主要 特征是染色體 不再復(fù)制、每 條染色體的著 絲點(diǎn)分裂、姐 妹染色單體分 開并分別移向細(xì)胞兩極。環(huán)節(jié)5卵細(xì)胞形成的部位教師顯示“女性內(nèi) 生殖系統(tǒng)示意圖”(圖 2- 1- 16), 引導(dǎo)學(xué)生，分析女

17、性內(nèi)生殖系統(tǒng)的組 成，指出卵細(xì)胞是 在卵巢內(nèi)形成的。 卵巢有兩個，位于 腹腔的兩側(cè)。讓學(xué) 生對女性內(nèi)生殖系 統(tǒng)及卵巢所在的部位有較清晰的認(rèn) 識。環(huán)節(jié)6卵細(xì)胞的形成過程教師：卵細(xì)胞的形 成過程與精子的基 本相同，也有不同。 那么，哪些是相同 的，又有什么不同 呢？請同學(xué)們仔細(xì) 閱讀課本P19的最 后一段內(nèi)容和觀察 課本P20圖2 5“哺 乳動物卵細(xì)胞的形 成過程圖解”，然 后請同學(xué)為我們介 紹卵細(xì)胞的形成過 程。學(xué)生自學(xué)、討 論、分析。環(huán)節(jié)7精子和卵細(xì)胞形成比較教師：學(xué)習(xí)完了精 子和卵細(xì)胞的形成 過程，同學(xué)們能否 總結(jié)出兩者有哪些 相同點(diǎn)？學(xué)生：相同點(diǎn) 是染色體復(fù)制 一次，都有聯(lián) 會和四分體時

18、期，經(jīng)過第一 次分裂，同源 染色體分開， 染色體數(shù)目減 少一半；在第 二次分裂過程 中，有著絲點(diǎn) 的分裂，最后 形成的精子或 卵細(xì)胞，它們 的染色體數(shù)目 也比卵原細(xì)胞 或精原細(xì)胞減 少了一半。學(xué)生：不同點(diǎn) 是卵細(xì)胞形成 過程中每次分 裂都形成一大教師：同學(xué)們總結(jié) 得很好。那兩者又 有什么不同？教師：非常好?，F(xiàn) 在請同學(xué)們完成以 下表格，比較精子 和卵細(xì)胞形成的異 同點(diǎn)。一小兩個細(xì) 胞，小的叫極 體，極體以后 都要退化，只 剩下一個卵細(xì) 胞，而一個精 原細(xì)胞是形成 4個精子；卵細(xì) 胞形成后，不 需要經(jīng)過變 形，而精子要 經(jīng)過變形才能 形成。環(huán)節(jié)8配子中染色體組合的多樣 性教師：同學(xué)們已經(jīng) 知道，

19、減數(shù)分裂形 成的精子和卵細(xì) 胞，必須相互結(jié)合 形成受精卵，才能 發(fā)育成新個體。那 么咼等動物個體發(fā) 育的起點(diǎn)是什么？教師：很好。我們 已經(jīng)知道，父親體 內(nèi)所有的精原細(xì)胞，染色體組成并 無差別；母親體內(nèi) 的卵原細(xì)胞也是如 此。但為什么會出 現(xiàn)薩達(dá)姆與其兒子學(xué)生：受精卵。烏代和庫賽的情 況？教師：這猜想有道 理。究竟是不是這 樣，我們可以通過 模型建構(gòu)“建立減 數(shù)分裂中染色體變 化的模型”來尋找 答案。教師：在我們進(jìn)行 模型建構(gòu)之前，讓 我們一起來復(fù)習(xí)減 數(shù)分裂過程中染色 體的數(shù)目與主要行 為變化。教師投影顯示“哺 乳動物精子的形成 過程圖解”，師生 共同回顧減數(shù)分裂 過程中染色體的數(shù) 目與主要行

20、為變 化。教師：下面讓我們 進(jìn)行“建立減數(shù)分 裂中染色體變化的 模型”的模型建構(gòu)。教師組織學(xué)生按下 表的“活動準(zhǔn)備”“模擬減數(shù)分裂中 染色體數(shù)目及主要 行為的變化”，和“模擬減數(shù)分裂過 程中非同源染色體 的自由組合”的順 序進(jìn)行模型建構(gòu)， 教師則巡視檢查學(xué) 生在模型建構(gòu)過程 中存在的問題，并 提醒學(xué)生在動手建 構(gòu)的過程中思考相 應(yīng)的問題?！氨磉_(dá) 與交流”一項(xiàng)采用學(xué)生：是不是 參加受精作用 的精子和卵細(xì) 胞的染色體組 成是不一樣的 呢？兩組學(xué)生分別演 示，一方面起示氾 作用，另一方面也 有利于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在 模型建構(gòu)中存在的 問題。由于本活動項(xiàng)目由 兩人合作完成，為 更好地培養(yǎng)學(xué)生的 合作精神，提高

21、實(shí) 驗(yàn)效率，所以教師 可建議學(xué)生在活動 準(zhǔn)備和染色體的行 為變化等方面進(jìn)行 分工合作。環(huán)節(jié)9受精作用教師播放精子與卵 細(xì)胞結(jié)合受精的錄 像，引導(dǎo)學(xué)生觀察、 思考。教師：什么是受精 作用？教師：那卵細(xì)胞和 精子依靠什么物質(zhì) 進(jìn)行相互識別？教師：很好?，F(xiàn)在 同學(xué)們能否把剛才 所看到的受精作用 過程的錄像介紹一 下？學(xué)生：卵細(xì)胞 和精子相互識 別、融合成為 受精卵的過 程。學(xué)生：細(xì)胞膜 外面的糖蛋 白。學(xué)生：在受精 作用進(jìn)行時， 通常是精子的 頭部進(jìn)入卵細(xì) 胞，尾部留在 外面。與此同 時，卵細(xì)胞的 細(xì)胞膜會發(fā)生 復(fù)雜的生理反 應(yīng)，以阻止其 他精子再進(jìn) 入。精子的頭 部進(jìn)入卵細(xì)胞 后不久，精子 的細(xì)胞

22、核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起。教師：通過受精作用，染色體數(shù)目出現(xiàn)什么變化？學(xué)生：受精卵 中染色體數(shù)目 又恢復(fù)到原來 體細(xì)胞中的數(shù) 目，其中一半 來自精子（父 方），一半來 自卵細(xì)胞（母 方）。教師：現(xiàn)在我們回 頭看看同源染色體 的概念，同學(xué)們現(xiàn) 在是否明白了同源 染色體一條來自父 方、一條來自母方 的意思呢？學(xué)生：明白。 精子和卵細(xì)胞 中的同源染色 體都是成單存 在，精子帶有 其中的一條， 卵細(xì)胞帶有其 中的另一條， 受精后，這兩 條同源染色體 到了一個細(xì)胞 中，它們就成 對存在了。教師：總結(jié)得很好。接下來我們來看看卵細(xì)胞在受精前后的變化。未受精時，卵細(xì)胞好像睡著了，細(xì)胞呼吸和物質(zhì)合成進(jìn)行得比較緩慢。受精過程使卵細(xì)胞變得十分活躍。卵精子圍繞著卵人的5周胚胎I的10周胚胎人的判胞胚胎教師顯示以下胚胎 分裂分化系列圖片26) o教師：受精作用發(fā) 生后，受精卵將迅 速進(jìn)行細(xì)胞分裂、 分化，最終發(fā)育成 新生命。新生命誕 生以后由此開始了 遺傳物質(zhì)與環(huán)境相 互作用的發(fā)育過程。這里要注意的 是，受精卵以什么 方式進(jìn)行分裂？學(xué)生：裂。有絲分教師：同學(xué)們，當(dāng) 我們看這些圖片的 時候，不知你是否 也感覺到生命的神 奇和來之不易：一 個成熟的男子每次 釋放的精子約為2 億3億個，但能到 達(dá)卵細(xì)胞周圍的